探地雷达——守护水利设施的隐形卫士

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水利设施如大坝、堤坝和渠道等，是保护我们安全、保障水资源供应的重要基石。然而，随着时间的推移，这些设施可能会出现裂缝、空洞和其他病害，威胁着它们的结构完整性和功能。那么，如何有效地监测和检测这些隐患呢？今天，我们来聊聊一种高效的检测工具——探地雷达（GPR）。

什么是探地雷达

探地雷达（Ground Penetrating Radar，简称GPR）是一种利用高频电磁波探测地下结构的非破坏性检测技术。它能够快速、准确地获取地下目标的图像，成为工程界的“千里眼”。

水利设施检测中探地雷达的探测目标

堤坝裂缝探测

裂缝是堤坝隐患中常见的现象之一。一般情况下规模较小时，对堤坝的安全性影响较小；规模较大时，则对堤坝的安全性构成影响。当然，裂缝规模只是相对而言，裂缝对堤坝所造成危害程度，还与水文、构筑土体等因素密切相关。堤坝裂缝是反映堤坝安全与否的重要信息。

堤坝洞穴探测

堤坝的洞穴，往往因为构筑堤坝的土体夯实程度不一，或构筑堤坝的不同介质接触不严密，孔隙水长期流动冲刷所致。局部塌陷、水流冲刷、蚁穴等现象也可导致堤坝内部形成空洞。特别在洪水期间空洞或空洞的特殊形式——管涌，将对堤坝的构成重大威胁。

堤坝异物探测

一些堤坝由于构筑时间较长，水域浅层淤泥堵塞了涵管、闸管等，对泄洪构成影响。找出这些设施的准确位置很有必要。涵管、闸管的管壁与堤坝主体土材料的物性差异较大，利于探地雷达应用。

水利设施探测实际案例

徕卡DS2000水闸底板病害探测

西北某省干流水闸某处水闸受水长时间冲刷、侵蚀影响，使得底板内部状况发生改变，若不及时处理，可能会产生空洞、塌陷等危害，严重影响水闸的使用周期。因此及时对底板进行病害检测并进行防护治理可以有效地提高水利设施的使用寿命。

此项目选取徕卡DS2000探地雷达在水闸区域进行格网探测，确定内部病害情况。

下图为探测结果的雷达图像，可以明显看出疏松区域的雷达波形图，通过对图像的解译，判断区域的病害情况，从而为后期的防治护理提供有效的数据指导。

徕卡DS2000混凝土堤坝病害检测

大坝在运行过程中，受温度疲劳、日照碳化等自然因素的影响，可能导致坝体混凝土结构健康状况发生改变，若不及时发现这些病害，将严重影响大坝的强度、稳定和耐久性。甚至会威胁下游人民的生命财产安全。

若进行转孔取样观察内部病害情况，会破坏原防渗层，并且钻空后需要进行二次维修，若维修不到位，会造成二次渗漏。

受上海某测绘院邀请，本项目使用徕卡DS2000探地雷达在大坝进行了约为两公里左右的病害探测，共发现五处大坝病害情况。

现场对某一空洞进行实际验证，徕卡DS2000探测结果与实际情况准确无误。也证明了探地雷达对混凝土结构密实度及分层情况能够较为有效的探明，建议定期对镇脚平台的混凝土结构进行较为全面的检测，防止出现大范围的脱空现象从而造成镇脚的决堤等严重后果。

探地雷达检测的重要性和优势

在水利设施的维护和管理中，探地雷达检测具有重要的意义：

1. 及时发现隐患：

水利设施的裂缝、病害和空洞往往是潜在的结构隐患，肉眼难以发现。通过探地雷达，可以及时识别和定位这些问题，防止事故的发生。

2. 非破坏性检测：

探地雷达是一种非破坏性的检测方法，不需要对结构进行破坏性操作，保护了水利设施的完整性。

3. 高效精准：

相比传统的检测方法，探地雷达检测更加快速和准确，能够在短时间内覆盖大面积区域，显著提高了检测效率。

4. 降低维护成本：

通过定期的探地雷达检测，可以及早发现和处理问题，避免因重大结构故障而导致的高额维修成本。

徕卡DS2000探地雷达防渗墙连续性探测

探地雷达技术为水利设施的结构健康监测提供了强有力的支持。通过及时检测和评估裂缝、病害和空洞，探地雷达帮助我们确保水利设施的安全和稳定运行。未来，随着技术的进一步发展，探地雷达将在水利设施监测中发挥更为重要的作用。

撰稿：建筑工具渠道　韩鑫宇